JP6131785B2 - 航空機エンジンの燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、航空機のエンジンに対して燃料を供給する装置に関する。

航空機の胴体と両翼とにそれぞれ燃料タンクが設けられている場合は、着陸時の安全性と燃費を考慮した機体の重量バランスとの観点から、胴体の燃料タンクの燃料が先に消費される。したがって、両翼にそれぞれエンジンを設ける場合、各エンジンは、最初は胴体の燃料タンクから供給される燃料をそれぞれ消費する。そして、胴体の燃料タンクが空になると、左翼のエンジンは左翼の燃料タンクからの燃料を、右翼のエンジンは右翼の燃料タンクからの燃料をそれぞれ消費する。

そして、両翼の燃料タンクの燃料残量にばらつきが生じた場合は、燃料残量が少ない翼の燃料タンクに、胴体の燃料タンクや燃料残量が多い翼の燃料タンクから燃料を転送して、両翼の燃料タンクの燃料残量を均一化する（例えば、特許文献１）。

米国特許第７５９１２７７号明細書

上述したように、燃料の供給元の燃料タンクを切り替える場合は、切り替え前後の各燃料供給経路のブーストポンプのオンオフに加えて、経路切り替え用のバルブの開閉が行われる。また、燃料タンク間で燃料を転送する場合にも、燃料転送経路上のトランスファーポンプのオンオフやバルブの開閉が行われる。これらは専ら、自らの判断に基づく操縦士のマニュアル操作によって行われる。このため、燃料の供給経路の切り替えに関する操縦士の負担が非常に大きい。

また、燃料タンク間の燃料転送用のトランスファーポンプは、エンジンに対する燃料供給用のブーストポンプと兼用できず専用に設けるので、トランスファーポンプを設ける分、整備の手間が余分にかかることになる。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、胴体と両翼にそれぞれ燃料タンクが設けられている航空機において、胴体と両翼の燃料タンクの燃料を順番に消費したり両翼の燃料タンクの燃料消費を均一化することを、簡便な構成と操作で実現することができる航空機エンジンの燃料供給装置を提供することにある。

上述した目的を達成するために、請求項１に記載した本発明の航空機エンジンの燃料供給装置は、
航空機の両翼にそれぞれ設けたエンジンに、遠心ポンプ及びギアポンプを有するポンプユニットで昇圧して供給する燃料の供給元を、前記航空機の胴体に設けた燃料タンクと前記各翼に設けた燃料タンクとの間で切り替える航空機エンジンの燃料供給装置において、
左翼に設けた前記エンジンに燃料を供給する２つの前記ポンプユニットであって、前記胴体の燃料タンクからの燃料を供給する第１ポンプユニット、及び、前記両翼の燃料タンクからの燃料を供給する第２ポンプユニットと、
右翼に設けた前記エンジンに燃料を供給する２つの前記ポンプユニットであって、前記胴体の燃料タンクからの燃料を供給する第３ポンプユニット、及び、前記両翼の燃料タンクからの燃料を供給する第４ポンプユニットと、
前記各エンジンに燃料を供給する前記ポンプユニットをそれぞれ選択的に切り替える切替ユニットとを備えており、
前記各ポンプユニットは、前記遠心ポンプ及び前記ギアポンプを電動モータで回転駆動し前記エンジンに供給する燃料を昇圧、計量する、
ことを特徴とする。

請求項１に記載した本発明の航空機エンジンの燃料供給装置によれば、左翼のエンジンに燃料を供給するポンプユニットとして第１ポンプユニットを選択すると、胴体の燃料タンクからの燃料が第１ポンプユニットにより左翼のエンジンに供給される。一方、左翼のエンジンに燃料を供給するポンプユニットとして第２ポンプユニットを選択すると、両翼の燃料タンクからの燃料が第２ポンプユニットにより左翼のエンジンに供給される。

また、右翼のエンジンに燃料を供給するポンプユニットとして第３ポンプユニットを選択すると、胴体の燃料タンクからの燃料が第３ポンプユニットにより右翼のエンジンに供給される。一方、右翼のエンジンに燃料を供給するポンプユニットとして第４ポンプユニットを選択すると、両翼の燃料タンクからの燃料が第４ポンプユニットにより右翼のエンジンに供給される。

したがって、エンジンに対する燃料供給に用いるポンプユニットを第１ポンプユニットや第３ポンプユニットから第２ポンプユニットや第４ポンプユニットに切り替えると、エンジンで消費する燃料が胴体の燃料タンクの燃料から両翼の燃料タンクの燃料に切り替わる。

しかも、第２ポンプユニットや第４ポンプユニットは、両翼の燃料タンクの燃料をエンジンに供給するので、両翼の燃料タンクの燃料がエンジンで均等に消費され、どちらかの翼の燃料タンクの燃料が偏ってエンジンで消費されることがない。

このため、胴体と両翼にそれぞれ燃料タンクが設けられている航空機において、胴体と両翼の燃料タンクの燃料を順番に消費したり両翼の燃料タンクの燃料消費を均一化することを、簡便な構成と操作で実現することができる。

また、請求項２に記載した本発明の航空機エンジンの燃料供給装置は、請求項１に記載した本発明の航空機エンジンの燃料供給装置において、前記左翼のエンジンに前記第２ポンプユニットから燃料が供給され、かつ、前記右翼のエンジンに前記第３ポンプユニットから燃料が供給されているときに、前記第３ポンプユニットの前記遠心ポンプによる燃料のブースト圧を利用して、前記胴体の燃料タンクから前記第１ポンプユニットへの燃料供給経路中の燃料を、前記両翼の燃料タンクから前記第２ポンプユニットへの燃料供給経路に供給する第１エジェクタポンプと、前記右翼のエンジンに前記第４ポンプユニットから燃料が供給され、かつ、前記左翼のエンジンに前記第１ポンプユニットから燃料が供給されているときに、前記第１ポンプユニットの前記遠心ポンプによる燃料のブースト圧を利用して、前記胴体の燃料タンクから前記第３ポンプユニットへの燃料供給経路中の燃料を、前記両翼の燃料タンクから前記第４ポンプユニットへの燃料供給経路に供給する第２エジェクタポンプとをさらに備えることを特徴とする。

請求項１に記載した本発明の航空機エンジンの燃料供給装置において、第１ポンプユニットを用いて胴体の燃料タンクから左翼のエンジンに燃料を供給しているときに、第１ポンプユニットが停止した場合は、第２ポンプユニットを用いて両翼の燃料タンクから左翼のエンジンに燃料を供給するように切り替えることになる。

同様に、第３ポンプユニットを用いて胴体の燃料タンクから右翼のエンジンに燃料を供給しているときに、第３ポンプユニットが停止した場合は、第４ポンプユニットを用いて両翼の燃料タンクから右翼のエンジンに燃料を供給するように切り替えることになる。

このように、故障等の原因によるポンプユニットの停止で胴体の燃料タンクの燃料をエンジンに供給できなくなって、両翼の燃料タンクからエンジンに燃料を供給するように切り替えると、そのエンジンに供給されなくなる分だけ、胴体の燃料タンクの燃料消費が減る。すると、両翼の燃料タンクとの間で燃料を消費する順番が入れ替わり、場合によっては、両翼の燃料タンクが先に空になって胴体の燃料タンクに燃料が残る状態も起こる。

これに対し、請求項２に記載した本発明の航空機エンジンの燃料供給装置によれば、例えば、第１ポンプユニットが停止して、左翼のエンジンに燃料を供給するポンプユニットを第２ポンプユニットに切り替えた場合、第３ポンプユニットが停止していなければ、第１エジェクタポンプにより胴体の燃料タンクの燃料が第２ポンプユニットにより左翼のエンジンに供給される。

同様に、例えば、第３ポンプユニットが停止して、右翼のエンジンに燃料を供給するポンプユニットを第４ポンプユニットに切り替えた場合、第１ポンプユニットが停止していなければ、第２エジェクタポンプにより胴体の燃料タンクの燃料が第４ポンプユニットにより右翼のエンジンに供給される。

このため、胴体の燃料タンクに燃料が残っている状態で、ポンプユニットの停止により燃料の供給元を両翼の燃料タンクに切り替えたエンジンに、胴体の燃料タンクの燃料を消費し続けさせるようにして、胴体の燃料タンクと両翼の燃料タンクとの間で燃料を消費する順番が入れ替わるのを抑制することができる。

本発明によれば、胴体と両翼にそれぞれ燃料タンクが設けられている航空機において、胴体と両翼の燃料タンクの燃料を順番に消費したり両翼の燃料タンクの燃料消費を均一化することを、簡便な構成と操作で実現することができる。

本発明の一実施形態に係る航空機エンジンの燃料供給装置を示す説明図である。 図１のポンプユニットの概略構成を示す説明図である。 図１の胴体の燃料タンクから両翼のエンジンに燃料を供給する際の通常の供給経路を示す説明図である。 図１の両翼の燃料タンクから両翼のエンジンに燃料を供給する際の通常の供給経路を示す説明図である。 図１の胴体の燃料タンクから左翼のエンジンに燃料を供給する第１ポンプユニットの故障時における燃料供給経路を示す説明図である。 図１の両翼の燃料タンクから左翼のエンジンに燃料を供給する第２ポンプユニットの故障時における燃料供給経路を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１の説明図に示す本実施形態の燃料供給装置１は、不図示の航空機において胴体や両翼の燃料タンク３ａ〜３ｃから両翼のガスタービンエンジン（以下、「エンジン」と略記する。）５ａ，５ｂに燃料を供給するものである。

そして、燃料供給装置１は、燃料タンク３ａ〜３ｃの燃料をブースト、加圧してエンジン５ａ，５ｂに供給する第１乃至第４のポンプユニット７ａ〜７ｄと、各ポンプユニット７ａ〜７ｄの動作を制御する機体側の航空機用デジタル制御装置（フライトコンピュータ等の機体コンピュータ）１５とを有している。

なお、各燃料タンク３ａ〜３ｃの燃料残量は、センサ３ｄ〜３ｆによって検出される。検出された各燃料タンク３ａ〜３ｃの燃料残量は、機体コンピュータ１５に通知されると共に、操縦席のフライトデッキパネル１７に表示される。フライトデッキパネル１７には、第１乃至第４のポンプユニット７ａ〜７ｄの動作状態も表示される。

第１ポンプユニット７ａと第２ポンプユニット７ｂは、左翼のエンジン５ａに燃料を供給するものである。第１ポンプユニット７ａは、左のセンター燃料流路１１ａにより胴体の燃料タンク３ａのチェックバルブ９ａに接続されている。第２ポンプユニット７ｂは、左のメイン燃料流路１１ｂにより左翼の燃料タンク３ｂのチェックバルブ９ｂに接続されている。

第３ポンプユニット７ｃと第４ポンプユニット７ｄは、右翼のエンジン５ｂに燃料を供給するものである。第３ポンプユニット７ｃは、右のセンター燃料流路１１ｃにより胴体の燃料タンク３ａのチェックバルブ９ｃに接続されている。第４ポンプユニット７ｄは、右のメイン燃料流路１１ｄにより右翼の燃料タンク３ｃのチェックバルブ９ｄに接続されている。

左右のメイン燃料流路１１ｂ，１１ｄは、中央連絡流路１１ｅによって接続されている。左のセンター燃料流路１１ａは、チェックバルブ９ｅ及び左連絡流路１１ｆを介して左翼の燃料タンク３ｂに接続されている。右のセンター燃料流路１１ｃは、チェックバルブ９ｆ及び右連絡流路１１ｇを介して右翼の燃料タンク３ｃに接続されている。

なお、左連絡流路１１ｆは、左のセンター燃料流路１１ａよりも圧力損失が高くなるように構成されている。したがって、胴体の燃料タンク３ａに燃料が残っている間は、第１ポンプユニット７ａには、左翼の燃料タンク３ｂからの燃料よりも、胴体の燃料タンク３ａからの燃料の方が、優先して供給される。左連絡流路１１ｆの圧力損失をセンター燃料流路１１ａより高くするには、例えば、左連絡流路１１ｆの径をセンター燃料流路１１ａの径より細くしておけばよい。

同様に、右連絡流路１１ｇは、右のセンター燃料流路１１ｃよりも圧力損失が高くなるように構成されている。したがって、胴体の燃料タンク３ａに燃料が残っている間は、第３ポンプユニット７ｃには、右翼の燃料タンク３ｃからの燃料よりも、胴体の燃料タンク３ａからの燃料の方が、優先して供給される。

左のセンター燃料流路１１ａの、左連絡流路１１ｆの接続箇所よりも胴体の燃料タンク３ａ寄りの箇所は、第１エジェクタポンプ１３ａの吸入ポートに接続されている。第１エジェクタポンプ１３ａの供給ポートには、第３ポンプユニット７ｃのオン中に、第３ポンプユニット７ｃによる燃料のブースト圧が加えられる。第１エジェクタポンプ１３ａの吐出ポートは、左転送流路１１ｈを介して左のメイン燃料流路１１ｂに接続されている。

右のセンター燃料流路１１ｃの、右連絡流路１１ｇの接続箇所よりも胴体の燃料タンク３ａ寄りの箇所は、第２エジェクタポンプ１３ｂの吸入ポートに接続されている。第２エジェクタポンプ１３ｂの供給ポートには、第１ポンプユニット７ａのオン中に、第１ポンプユニット７ａによる燃料のブースト圧が加えられる。第２エジェクタポンプ１３ｂの吐出ポートは、右転送流路１１ｉを介して右のメイン燃料流路１１ｄに接続されている。

第１乃至第４のポンプユニット７ａ〜７ｄは、図２の説明図に示すように、昇圧部２０と計量部３０とを有している。

昇圧部２０は、低圧ポンプ２１（請求項中の遠心ポンプに相当）により燃料タンク３ａ〜３ｃから取り込んでブーストした燃料を吐出するギアポンプ２２と、低圧ポンプ２１やギアポンプ２２を回転駆動させる電動モータ２３と、電動モータ２３の回転数を制御するモータコントローラ２４と、ギアポンプ２２に並列接続されたリリーフバルブ（安全弁）２５とを有している。ギアポンプ２２は公知の定容積型ポンプであり、ギアポンプ２２による燃料の吐出流量はギアポンプ２２の回転数に比例する。

モータコントローラ２４はメモリ（図示せず）を有している。このメモリには、電動モータ２３の回転数に比例するギアポンプ２２の回転数と燃料の吐出流量との相関特性を示すプロファイル（回転数対流量特性のプロファイル）が記憶されている。また、モータコントローラ２４は、機体コンピュータ１５から燃料の目標流量を指令信号によって受け取る。そして、モータコントローラ２４は、目標流量に見合ったギアポンプ２２の回転数をプロファイルから求め、その回転数でギアポンプ２２を回転駆動させるための電動モータ２３の回転数を決定して、決定した回転数に電動モータ２３の回転数を制御する。

計量部３０は、固定オリフィス３１と、固定オリフィス３１と並列に設けられた加圧バルブ３２と、固定オリフィス３１及び加圧バルブ３２の並列流路３３の前後（上流側と下流側）の差圧を測定する差圧計３４とを有している。

固定オリフィス３１は、流路断面積が一定のオリフィスを有しており、加圧バルブ３２は、ギアポンプ２２による燃料の吐出流量が設定値を上回ると、その吐出流量に応じた弁開度で開弁する。ここで、設定値とは固定オリフィス３１を通過する燃料の流量である。したがって、並列流路３３を通過する燃料の流量は、加圧バルブ３２の閉弁時には固定オリフィス３１の通過流量（設定値）以下となり、加圧バルブ３２の開弁時には、固定オリフィス３１の通過流量（設定値）と加圧バルブ３２を通過する流量との合計値となる。

なお、固定オリフィス３１の通過流量（設定値）は、燃料ノズル５ｃを有する左翼及び右翼の各エンジン５ａ，５ｂの着火時（始動時）に必要な燃料の流量を超える程度の流量に合わせてある。このため、ギアポンプ２２による燃料の吐出流量が、設定値以上でかつ加圧バルブ３２が開弁する流量未満の範囲では、並列流路３３における燃料通過面積が固定オリフィス３１のみによって精度良く決められる。このため、精度が要求されるエンジン５ａ，５ｂの着火時流量の燃料を、燃料ノズル５ｃに正確に供給することができる。

また、第１乃至第４のポンプユニット７ａ〜７ｄによる燃料ノズル５ｃへの燃料供給を停止（シャットオフ）する場合は、昇圧部２０のリリーフバルブ２５と並列に設けられたシャットオフバルブ２６を、機体コンピュータ１５からの指令信号に基づいて不図示のコントローラが出力するシャットオフ信号により開弁させる。これにより、昇圧部２０から計量部３０に供給される燃料を低圧ポンプ２１とギアポンプ２２の間に還流させて、燃料ノズル５ｃへの燃料供給を停止させることができる。

さらに、燃料ノズル５ｃに対する燃料供給の停止（シャットオフ）は、電動モータ２３によるギアポンプ２２の回転駆動を停止させることでも実現させることができる。但し、電動モータ２３を停止させてもギアポンプ２２がしばらく惰性で回転するので、加圧バルブ３２は閉弁してもギアポンプ２２の回転が止まるまでは、少量の燃料が固定オリフィス３１を通過してしまう。そこで、加圧バルブ３２に、大気圧に連通するドレイン通路３２ａを設け、固定オリフィス３１を通過した少量の燃料を、ガスタービンエンジンの回転により高圧状態の燃料ノズル５ｃよりもドレイン通路３２ａに流れさせて、例えば燃料タンク３ａ〜３ｃに戻すようにしてもよい。

上述したドレイン通路３２ａを加圧バルブ３２に設けることで、ガスタービンエンジンに対する燃料の供給停止系を冗長化し、昇圧部２０のシャットオフバルブ２６の系統に不具合が発生したときにこれをバックアップとすることができる。また、シャットオフバルブ２６を省略しドレイン通路３２ａのみによって燃料のシャットオフ系を構成してもよい。反対に、シャットオフバルブ２６のみによって燃料のシャットオフ系を構成する場合は、加圧バルブ３２のドレイン通路３２ａを省略してもよい。

上述した第１乃至第４ポンプユニット７ａ〜７ｄでは、差圧計３４が計測した並列流路３３の前後（上流側と下流側）の差圧が、モータコントローラ２４にフィードバックされる。モータコントローラ２４は、差圧計３４が測定した差圧から並列流路３３を通過する燃料の実流量を検出する。そして、検出した燃料の実流量が機体コンピュータ１５からの指令信号による目標流量と一致していない場合（許容された誤差範囲内の不一致を除く）は、メモリに記憶しているプロファイルを更新する。

更新するプロファイルは、モータコントローラ２４が算出した燃料の実流量と目標流量との比率を、現在メモリに記憶しているプロファイルの、ギアポンプ２２の回転数に対応する燃料の吐出流量に乗じることで得ることができる。また、ギアポンプ２２の回転数と差圧計３４の測定値から算出される燃料の実流量とを複数セット取得して、ギアポンプ２２の回転数と燃料の吐出流量との相関特性を求め直してもよい。

プロファイルが更新されると、それ以後は、モータコントローラ２４によって、機体コンピュータ１５からの指令信号による目標流量に対応するギアポンプ２２の回転数が更新後のプロファイルから求められ、求められた回転数でギアポンプ２２を回転駆動させるための電動モータ２３の回転数が決定される。そして、電動モータ２３の回転数がモータコントローラ２４によって、決定された回転数に制御される。

このように、第１乃至第４ポンプユニット７ａ〜７ｄでは、モータコントローラ２４によって燃料の実流量が検出される。そして、燃料の目標流量と実流量とが一致しなくなった場合に、モータコントローラ２４がメモリに記憶したギアポンプ２２の回転数と燃料の吐出流量との相関特性のプロファイルを更新する。そして、プロファイルが更新されると、同じ目標流量に対応してモータコントローラ２４が決定する電動モータ２３の回転数が変化する。

したがって、例えばギアポンプ２２の回転数対流量特性が経年劣化等により変化すると、その変化が、差圧計３４の計測結果からモータコントローラ２４が検出した燃料の実流量と、そのときの電動モータ２３の回転数（制御値）に比例するギアポンプ２２の回転数とに基づいて、把握される。

また、第１乃至第４ポンプユニット７ａ〜７ｄでは、ギアポンプ２２の回転数と燃料の吐出流量との相関特性のプロファイルを参照して、燃料の目標流量に見合うギアポンプ２２や電動モータ２３の回転数が決定される。このため、ガスタービンエンジンに供給する燃料を目標流量にコントロールするための制御が、プロファイルを更新するだけのオープンループ制御で実現される。

即ち、クローズドループによるフィードバック制御でギアポンプ２２や電動モータ２３の回転数を常時調整する場合のように制御系の構成を複雑にすることなく、簡易な構成で燃料供給量が目標流量にコントロールされる。

なお、プロファイルを更新したことをトリガとして、ギアポンプ２２のメンテナンスや交換を促すメンテナンス情報（ポンプ異常検知信号）を、機体側（外部）に出力し提供するようにしてもよい。また、プロファイルの更新の有無に関わらず、目標流量と実流量の一致／不一致やそのギャップ等を、ポンプ性能トレンド情報として機体側に出力し提供するようにしてもよい。

また、機体コンピュータ１５からの指令信号による燃料の目標流量と、差圧計３４が測定した差圧から検出した並列流路３３を通過する燃料の実流量とが一致しなくなった場合に、クローズドループによるフィードバック制御を行うようにしてもよい。その場合は、実流量が目標流量に一致するように、モータコントローラ２４がフィードバック制御を行うことになる。これによっても、ガスタービンエンジンに対する燃料供給量を目標流量に精度良くコントロールすることができる。

以上のような構成による第１乃至第４ポンプユニット７ａ〜７ｄは、左翼のエンジン５ａや右翼のエンジン５ｂが消費する最大流量の少なくとも半分の燃料を計量、供給する能力を、それぞれ有している。

そして、上述した第１乃至第４ポンプユニット７ａ〜７ｄを用いる図１の燃料供給装置１では、フライトデッキパネル１７に設けられた不図示の操作盤の操縦士による操作に基づいて機体コンピュータ１５が行う制御により、あるいは、センサ等の検出結果に基づいて機体コンピュータ１５が自動的に行う制御により、第１乃至第４ポンプユニット７ａ〜７ｄがオンオフされる。

この場合、操縦士による操作に基づく機体コンピュータ１５の制御と、センサ等の検出結果に基づく自動的な機体コンピュータ１５の制御とのどちらかを、バックアップとすることができる。その場合、どちらをバックアップとするかは任意である。また、バックアップを持たせずにどちらか一方の制御だけとしてもよい。そして、本実施形態では、機体コンピュータ１５が、請求項中の切替ユニットに相当している。

例えば、両翼のエンジン５ａ，５ｂによる燃料消費が最大となる離陸時には、図１に示すように、第１乃至第４ポンプユニット７ａ〜７ｄが全てオンされる。

したがって、左翼のエンジン５ａには、第１ポンプユニット７ａが左のセンター燃料流路１１ａを経て胴体の燃料タンク３ａから取り込んだ燃料と、第２ポンプユニット７ｂが左右のメイン燃料流路１１ｂ，１１ｄと中央連絡流路１１ｅを経て両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃから取り込んだ燃料とが供給される。

一方、右翼のエンジン５ｂには、第３ポンプユニット７ｃが右のセンター燃料流路１１ｃを経て胴体の燃料タンク３ａから取り込んだ燃料と、第４ポンプユニット７ｄが左右のメイン燃料流路１１ｂ，１１ｄと中央連絡流路１１ｅを経て両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃから取り込んだ燃料とが供給される。

また、両翼のエンジン５ａ，５ｂによる燃料消費が減る離陸後には、胴体の燃料タンク３ａに燃料が残っている間、図３の説明図に示すように、実線で記載された第１及び第３ポンプユニット７ａ，７ｃがオンされ、破線で記載された第２及び第４ポンプユニット７ｂ，７ｄがオフされる。

したがって、左翼のエンジン５ａには、第１ポンプユニット７ａが左のセンター燃料流路１１ａを経て胴体の燃料タンク３ａから取り込んだ燃料が供給される。一方、右翼のエンジン５ｂには、第３ポンプユニット７ｃが右のセンター燃料流路１１ｃを経て胴体の燃料タンク３ａから取り込んだ燃料が供給される。

このとき、第１エジェクタポンプ１３ａの供給ポートには、第３ポンプユニット７ｃの低圧ポンプ２１（図２参照）で発生した燃料のブースト圧が加わる。また、第２エジェクタポンプ１３ｂの供給ポートには、第１ポンプユニット７ａの低圧ポンプ２１（図２参照）で発生した燃料のブースト圧が加わる。

一方、第１及び第２エジェクタポンプ１３ａ，１３ｂの吐出ポートに左転送流路１１ｈや右転送流路１１ｉを介して接続された左右のメイン燃料流路１１ｂ，１１ｄでは、第２及び第４ポンプユニット７ｂ，７ｄのオフにより燃料の流れが遮断されている。

このため、第３及び第１ポンプユニット７ｃ，７ａから供給ポートに燃料のブースト圧が加えられた第１及び第２エジェクタポンプ１３ａ，１３ｂによって、それらの吸入ポートに接続された胴体の燃料タンク３ａの燃料が、右のメイン燃料流路１１ｄや左のメイン燃料流路１１ｂに供給されることはない。

続いて、離陸後、胴体の燃料タンク３ａが空になると、図４の説明図に示すように、実線で記載された第２及び第４ポンプユニット７ｂ，７ｄがオンされ、破線で記載された第１及び第３ポンプユニット７ａ，７ｃがオフされる。

したがって、両翼のエンジン５ａ，５ｂには、第２ポンプユニット７ｂや第４ポンプユニット７ｄが左右のメイン燃料流路１１ｂ，１１ｄと中央連絡流路１１ｅを経て両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃから取り込んだ燃料が、それぞれ供給される。

ところで、胴体の燃料タンク３ａに燃料が残っている状態で、例えば第１ポンプユニット７ａが故障すると、胴体の燃料タンク３ａから左のセンター燃料流路１１ａを経て左翼のエンジン５ａに燃料を供給できなくなる。

この場合は、図５の説明図に示すように、第１ポンプユニット７ａに代えて第２ポンプユニット７ｂをオンする。これにより、第２ポンプユニット７ｂが左翼のエンジン５ａに、左右のメイン燃料流路１１ｂ，１１ｄと中央連絡流路１１ｅを経て両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃから取り込んだ燃料を供給する。

このとき、右翼のエンジン５ｂには、第３ポンプユニット７ｃが右のセンター燃料流路１１ｃを経て胴体の燃料タンク３ａから取り込んだ燃料が供給されている。よって、第１エジェクタポンプ１３ａの供給ポートには、第３ポンプユニット７ｃの低圧ポンプ２１（図２参照）で発生した燃料のブースト圧が加わる。

一方、左のメイン燃料流路１１ｂには、第２ポンプユニット７ｂのオンにより燃料の流れが生じている。このため、第１エジェクタポンプ１３ａの吸入ポートに接続された胴体の燃料タンク３ａの燃料が、第３ポンプユニット７ｃから燃料のブースト圧が供給ポートに加えられた第１エジェクタポンプ１３ａにより、左転送流路１１ｈを介して左のメイン燃料流路１１ｂに供給される。

第１エジェクタポンプ１３ａにより左のメイン燃料流路１１ｂに供給された胴体の燃料タンク３ａの燃料は、両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃから取り込んだ燃料と共に、第２ポンプユニット７ｂによって左翼のエンジン５ａに供給される。

なお、胴体の燃料タンク３ａに燃料が残っている状態で、例えば第３ポンプユニット７ｃが故障して、胴体の燃料タンク３ａから右のセンター燃料流路１１ｃを経て右翼のエンジン５ｂに燃料を供給できなくなった場合は、第３ポンプユニット７ｃに代えて第４ポンプユニット７ｄをオンする。

これにより、第４ポンプユニット７ｄが右翼のエンジン５ｂに、左右のメイン燃料流路１１ｂ，１１ｄと中央連絡流路１１ｅを経て両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃから取り込んだ燃料を供給する。

このとき、第１ポンプユニット７ａは、胴体の燃料タンク３ａの燃料を左翼のエンジン５ａに供給するためオンしている。したがって、第２エジェクタポンプ１３ｂの供給ポートには、第１ポンプユニット７ａの低圧ポンプ２１（図２参照）で発生した燃料のブースト圧が加わる。また、右のメイン燃料流路１１ｄには、第４ポンプユニット７ｄのオンにより燃料の流れが生じている。

このため、第２エジェクタポンプ１３ｂの吸入ポートに右のセンター燃料流路１１ｃを介して接続された胴体の燃料タンク３ａの燃料が、第１ポンプユニット７ａから燃料のブースト圧が供給ポートに加えられた第２エジェクタポンプ１３ｂにより、右転送流路１１ｉを介して右のメイン燃料流路１１ｄに供給される。

第２エジェクタポンプ１３ｂにより右のメイン燃料流路１１ｄに供給された胴体の燃料タンク３ａの燃料は、両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃから取り込んだ燃料と共に、第４ポンプユニット７ｄによって右翼のエンジン５ｂに供給される。

このように、胴体の燃料タンク３ａに燃料が残っている状態で、第１ポンプユニット７ａや第３ポンプユニット７ｃが故障しても、第２ポンプユニット７ｂや第４ポンプユニット７ｄを代わりに使用することで、左翼のエンジン５ａや右翼のエンジン５ｂに対する燃料の供給を継続することができる。

また、第１エジェクタポンプ１３ａや第２エジェクタポンプ１３ｂを用いて胴体の燃料タンク３ａの残った燃料を一緒に左翼のエンジン５ａや右翼のエンジン５ｂに供給することで、左翼のエンジン５ａや右翼のエンジン５ｂに対する胴体の燃料タンク３ａの燃料供給量が、第１ポンプユニット７ａや第３ポンプユニット７ｃの故障で減る度合いを、少なくすることができる。これにより、両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃよりも胴体の燃料タンク３ａの燃料を優先して消費し続けることができる。

次に、胴体の燃料タンク３ａが空になった状態で、例えば第２ポンプユニット７ｂが故障すると、両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃから左のメイン燃料流路１１ｂを経て左翼のエンジン５ａに燃料を供給できなくなる。

この場合は、図６の説明図に示すように、第２ポンプユニット７ｂに代えて第１ポンプユニット７ａをオンする。すると、胴体の燃料タンク３ａは既に空であるので、第１ポンプユニット７ａには、左のセンター燃料流路１１ａよりも圧力損失が高いチェックバルブ９ｅ及び左連絡流路１１ｆを介して、左翼の燃料タンク３ｂから燃料が供給される。そして、第１ポンプユニット７ａが左翼のエンジン５ａに、左翼の燃料タンク３ｂから取り込んだ燃料を供給する。

このとき、第２エジェクタポンプ１３ｂの供給ポートには、第１ポンプユニット７ａの低圧ポンプ２１（図２参照）で発生した燃料のブースト圧が加わる。また、右のメイン燃料流路１１ｄには、第４ポンプユニット７ｄのオンにより燃料の流れが生じている。しかし、第２エジェクタポンプ１３ｂの吸入ポートに右のセンター燃料流路１１ｃを介して接続された胴体の燃料タンク３ａは空である。

このため、第２エジェクタポンプ１３ｂの吸入ポートには、右のセンター燃料流路１１ｃよりも圧力損失が高いチェックバルブ９ｆ及び右連絡流路１１ｇを介して、右翼の燃料タンク３ｃの燃料が供給される。したがって、第１ポンプユニット７ａから燃料のブースト圧が供給ポートに加えられた第２エジェクタポンプ１３ｂにより、右翼の燃料タンク３ｃからの燃料が右転送流路１１ｉを介して右のメイン燃料流路１１ｄに供給される。

第２エジェクタポンプ１３ｂにより右のメイン燃料流路１１ｄに供給された右翼の燃料タンク３ｃの燃料は、右翼の燃料タンク３ｃから右のメイン燃料流路１１ｄを経て直接取り込んだ燃料と共に、第４ポンプユニット７ｄによって右翼のエンジン５ｂに供給される。

このとき、燃料の供給量は第４ポンプユニット７ｄの計量部３０（図２参照）で計量されるので、第２エジェクタポンプ１３ｂにより供給された右翼の燃料タンク３ｃからの燃料が右翼のエンジン５ｂに一緒に供給されても、右翼のエンジン５ｂに燃料が過剰に供給されることはない。

なお、胴体の燃料タンク３ａが空になった状態で、例えば第４ポンプユニット７ｄが故障して、両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃから右のメイン燃料流路１１ｄを経て右翼のエンジン５ｂに燃料を供給できなくなった場合は、第４ポンプユニット７ｄに代えて第３ポンプユニット７ｃをオンする。

これにより、第３ポンプユニット７ｃが右翼のエンジン５ｂに、右のセンター燃料流路１１ｃよりも圧力損失が高いチェックバルブ９ｆ及び右連絡流路１１ｇを介して右翼の燃料タンク３ｃから取り込んだ燃料を供給する。

このとき、第３ポンプユニット７ｃは、胴体の燃料タンク３ａの燃料を右翼のエンジン５ｂに供給するためオンしている。したがって、第１エジェクタポンプ１３ａの供給ポートには、第３ポンプユニット７ｃの低圧ポンプ２１（図２参照）で発生した燃料のブースト圧が加わる。また、左のメイン燃料流路１１ｂには、第１ポンプユニット７ａのオンにより燃料の流れが生じている。しかし、第１エジェクタポンプ１３ａの吸入ポートに左のセンター燃料流路１１ａを介して接続された胴体の燃料タンク３ａは空である。

このため、第１エジェクタポンプ１３ａの吸入ポートには、左のセンター燃料流路１１ａよりも圧力損失が高いチェックバルブ９ｅ及び左連絡流路１１ｆを介して、左翼の燃料タンク３ｂの燃料が供給される。したがって、第３ポンプユニット７ｃから燃料のブースト圧が供給ポートに加えられた第１エジェクタポンプ１３ａにより、左翼の燃料タンク３ｂからの燃料が左転送流路１１ｈを介して左のメイン燃料流路１１ｂに供給される。

第１エジェクタポンプ１３ａにより左のメイン燃料流路１１ｂに供給された左翼の燃料タンク３ｂの燃料は、左翼の燃料タンク３ｂから左のメイン燃料流路１１ｂを経て直接取り込んだ燃料と共に、第２ポンプユニット７ｂによって左翼のエンジン５ａに供給される。

このとき、燃料の供給量は第２ポンプユニット７ｂの計量部３０（図２参照）で計量されるので、第１エジェクタポンプ１３ａにより供給された左翼の燃料タンク３ｂからの燃料が左翼のエンジン５ａに一緒に供給されても、左翼のエンジン５ａに燃料が過剰に供給されることはない。

このように、胴体の燃料タンク３ａが空になっている状態で、第２ポンプユニット７ｂや第４ポンプユニット７ｄが故障しても、第１ポンプユニット７ａや第３ポンプユニット７ｃを代わりに使用することで、左翼のエンジン５ａや右翼のエンジン５ｂに対する燃料の供給を継続することができる。

以上に説明したように、本実施形態の燃料供給装置１によれば、左翼のエンジン５ａと右翼のエンジン５ｂとに対応して、胴体の燃料タンク３ａの燃料を供給する第１ポンプユニット７ａ及び第３ポンプユニット７ｃと、左右両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃの燃料を供給する第２ポンプユニット７ｂ及び第４ポンプユニット７ｄとの２系統をそれぞれ設けた。

このため、オンするポンプユニットの切り替えにより、左翼のエンジン５ａや右翼のエンジン５ｂに供給する燃料の供給元を切り替えることができる。したがって、胴体と両翼の燃料タンク３ａ〜３ｃの燃料を順番に消費したり両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃの燃料消費量を均一化することを、簡便な構成と操作で実現することができる。

また、第１ポンプユニット７ａや第３ポンプユニット７ｃの故障時には、第２ポンプユニット７ｂや第４ポンプユニット７ｄにより、左翼の燃料タンク３ｂや右翼の燃料タンク３ｃの燃料を、胴体の燃料タンク３ａの燃料の代わりに、左翼のエンジン５ａや右翼のエンジン５ｂに供給することができる。

なお、第１ポンプユニット７ａや第３ポンプユニット７ｃの故障時に、第１エジェクタポンプ１３ａや第２エジェクタポンプ１３ｂにより、胴体の燃料タンク３ａの燃料を左翼のエンジン５ａや右翼のエンジン５ｂに供給できるようにする構成は、省略してもよい。しかし、この構成を設ければ、第１ポンプユニット７ａや第３ポンプユニット７ｃが故障しても、両翼の燃料タンク３ｂ，３ｃより胴体の燃料タンク３ａの燃料を優先して消費し続けることができる。

そして、本発明は、軍用機であるか民間機であるかや、旅客機であるか貨物機であるかに関係なく、推進装置としてのエンジンに燃料を供給する航空機に広く適用可能である。

１ 燃料供給装置
３ａ〜３ｃ 燃料タンク
３ｄ〜３ｆ センサ
５ａ，５ｂ エンジン
５ｃ 燃料ノズル
７ａ 第１ポンプユニット
７ｂ 第２ポンプユニット
７ｃ 第３ポンプユニット
７ｄ 第４ポンプユニット
９ａ〜９ｆ チェックバルブ
１１ａ，１１ｃ センター燃料流路
１１ｂ，１１ｄ メイン燃料流路
１１ｅ 中央連絡流路
１１ｆ 左連絡流路
１１ｇ 右連絡流路
１１ｈ 左転送流路
１１ｉ 右転送流路
１３ａ 第１エジェクタポンプ
１３ｂ 第２エジェクタポンプ
１５ 機体コンピュータ
１７ フライトデッキパネル
２０ 昇圧部
２１ 低圧ポンプ
２２ ギアポンプ
２３ 電動モータ
２４ モータコントローラ
２５ リリーフバルブ
２６ シャットオフバルブ
３０ 計量部
３１ 固定オリフィス
３２ 加圧バルブ
３２ａ ドレイン通路
３３ 並列流路
３４ 差圧計

Claims (2)

1. 航空機の両翼にそれぞれ設けたエンジンに、遠心ポンプ及びギアポンプを有するポンプユニットで昇圧して供給する燃料の供給元を、前記航空機の胴体に設けた燃料タンクと前記各翼に設けた燃料タンクとの間で切り替える航空機エンジンの燃料供給装置において、
   左翼に設けた前記エンジンに燃料を供給する２つの前記ポンプユニットであって、前記胴体の燃料タンクからの燃料を供給する第１ポンプユニット、及び、前記両翼の燃料タンクからの燃料を供給する第２ポンプユニットと、
   右翼に設けた前記エンジンに燃料を供給する２つの前記ポンプユニットであって、前記胴体の燃料タンクからの燃料を供給する第３ポンプユニット、及び、前記両翼の燃料タンクからの燃料を供給する第４ポンプユニットと、
   前記各エンジンに燃料を供給する前記ポンプユニットをそれぞれ選択的に切り替える切替ユニットとを備えており、
   前記各ポンプユニットは、前記遠心ポンプ及び前記ギアポンプを電動モータで回転駆動し前記エンジンに供給する燃料を昇圧、計量する、
   ことを特徴とする航空機エンジンの燃料供給装置。
2. 前記左翼のエンジンに前記第２ポンプユニットから燃料が供給され、かつ、前記右翼のエンジンに前記第３ポンプユニットから燃料が供給されているときに、前記第３ポンプユニットの前記遠心ポンプによる燃料のブースト圧を利用して、前記胴体の燃料タンクから前記第１ポンプユニットへの燃料供給経路中の燃料を、前記両翼の燃料タンクから前記第２ポンプユニットへの燃料供給経路に供給する第１エジェクタポンプと、
   前記右翼のエンジンに前記第４ポンプユニットから燃料が供給され、かつ、前記左翼のエンジンに前記第１ポンプユニットから燃料が供給されているときに、前記第１ポンプユニットの前記遠心ポンプによる燃料のブースト圧を利用して、前記胴体の燃料タンクから前記第３ポンプユニットへの燃料供給経路中の燃料を、前記両翼の燃料タンクから前記第４ポンプユニットへの燃料供給経路に供給する第２エジェクタポンプと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の航空機エンジンの燃料供給装置。

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